压力对换流阀用压接型IGBT器件功率损耗的影响

功率损耗一直是功率半导体器件应用时备受关注的问题.压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件靠外部压力使内部各个组件保持电气和机械连接,因此压力直接或间接地影响着压接型IGBT器件的功率损耗.将压接型IGBT器件工作时产生的结温作为耦合变量引入,基于此建立了IGBT器件应用于调制脉宽(PWM)换流设备时的功率损耗计算模型,并详细分析了影响功率损耗的各种因素,包括机械压力、开关频率等.以换流阀用3 300 V/1 500 A压接型IGBT器件为例,采用有限元法研究了压力对压接型IGBT器件功率损耗的影响,重点探讨了器件内部各芯片功率损耗的变化情况.结果表明,增加压力一定程度上可以降低压接型IGBT器件的功率损耗,改善器件内部芯片结温分布不均的问题.     

弹簧式压接IGBT模块内部应力及温度仿真分析

功率半导体器件的寿命与其内部的热力情况直接相关，而接触热阻严重影响压接式IGBT模块内部的温度分布，因此对于接触热阻的精确模拟尤其重要。本文对弹簧式压接IGBT进行了有限元仿真建模，基于蒙特卡洛方法来模拟接触热阻，详细分析了IGBT芯片表面温度和力的分布，提出了施加在单个芯片上的适当压力。对比了子模组中不同芯片表面的温度和应力大小，分析了多芯片子模组中极易首先发生失效的芯片。本研究结果可为弹簧式压接IGBT模块在实际生产制造和提高寿命方面提供理论参考。     

压接型IGBT器件单芯片子模组功率循环试验仿真

压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件因具有双面散热、短路失效和易于串联等优点,正逐步应用到柔性直流输电等领域.但其在工作过程中的热学、力学特性与传统焊接式IGBT模块相比有很大差异,故存在不同的长期可靠性问题.基于有限元法建立了压接型IGBT器件单芯片子模组多物理场耦合仿真模型,研究了三种功率循环仿真条件下器件的热学和力学特性,并且在功率循环过程中利用金属弹塑性模型来模拟材料的瞬态特性.仿真结果表明,IGBT芯片发射极表面与发射极钼片相接触的边缘是应力集中区域,芯片发射极表面栅极缺口和四周边角处有明显的塑性变形.同时,将仿真结果与实际失效的IGBT芯片进行了对比,进一步验证了仿真模型的有效性和适用性.     

72．6GW的风力发电市场中有31GW是由智能功率模块驱动的热循环能力提高了5倍

纽伦堡，2007年10月——对于发展迅猛的风力发电市场，赛米控可以提供SKiiPa模块，该模块是一个集成了冷却系统、栅极驱动器、电流传感器及保护功能智能功率模块（IPM）。具有专利的SKiiPa压接技术确保了它具有高负载和温度循环能力。对于兆瓦级的功率系统，该IGBT子系统是目前市场上最具有竞争力的IPM。[编者按]     

功率模块可靠性

本文叙述了功率模块可靠性的基本概念，介绍了功率模块的可靠性设计，总结了焊接式和压接式功率模块常见的失常模式和失效机理。     

热循环能力的大突破适用于汽车工业的无焊接压接式模块

当一些电力电子产品供应商仍在改进标准模块中的焊接连接时，无焊接压接触点技术因其高功率循环能力已成为最顶级的电力电子模块解决方案。赛米控的新SKiM六封装IGBT模块系列将无底板的压接模块设计带入更高的层次。稳健的高功率模块设计使这些模块成为混合动力电动汽车和其它高端应用的理想选择。与带底板且内部主端子采用焊接方式的模块相比，无底板且采用无焊接压接技术的SKiM的温度循环能力提升了5倍。     

IPM智能功率模块的设计与分析

引言 IPM智能功率模块是先进的混合集成功率器件,由高速、低功耗的IGBT芯片和优化的门极驱动以及保护电路构成.由于采用了能连续监测功率器件电流的、有电流传感功能的IGBT芯片,从而可实现高效的过流保护和短路保护.由于IPM智能功率模块集成了过热和欠压锁定保护电路,因而系统的可靠性得到了进一步提高.     

为耐用和可靠而设计的4．5kV压接式封装IGBT

介绍了额定电压达4500V、额定电流达2000A的新型压接式封装IGBT(PPI)。在这种新器件的开发期间,特别强调系统制造商易于使用的可选用性。为了便于把压接式封装的IGBT紧固在长的骨架上,其机械设计是精心优化的。即使在骨架上的紧固会发生某些不均匀现象,这种压接式封装的IGBT由于其独特的设计,对每个芯片都用单独的压针压紧,因而它们都会发挥其完善的功能。进而,材料的选择也得到优化,以保证在野外也能达到极高的可靠性。在功率循环次数及在故障情况下运行之间的折中平衡点亦已被推向新的限界。这里的IGBT和二极管二者的芯片都是基于SPT(软穿通)技术。先进的IGBT平面元胞设计同二极管精密的寿命控制工程相结合,这样的芯片就具备了崭新的安全工作区。这就大大便利了系统设计,使原先使用的夹具或减振器成为过时。     

为耐用和可靠而设计的4．5kV压接式封装IGBT

介绍了额定电压达4500V、额定电流达2000A的新型压接式封装IGBT(PPI)一在这种新器件的开发期问，特别强调系统制造商易于使用的可选用性。为了便于把压接式封装的IGBT紧固在长的骨架上，其机械设计是精心优化的。即使在骨架上的紧固会发生某些不均匀现象，这种压接式封装的IGBT因其独特的设计，对每个芯片都用单独的压针压紧，因而它们都会发挥其完善的功能。进而．材料的选择也得到优化．以保证在野外也能达到极高的可靠性。在功率循环次数及在故障情况卜运行之间的折衷平衡点亦已被推向新的限界．这里的IGBT和二极管二者的芯片都基于SPT(软穿通)技术。先进的IGBT平面元胞设计与二极管精密的寿命控制工程相结合，这样的芯片就具备了崭新的安今工作区。这就大大便利了系统的设计，使原先使用的夹具或减振器成为过时。     

压装式IGBT的电气机械特性

本文完整地介绍了压装式IGBT的机械设计，并将其电气特性与相同功率等级的模块器件进行比较。在电气特性上的不同使得压装式IGBT在一些应用场合拥有很大的优势。     

河北华整实业有限公司

产品名称：焊接式模块结构件．压接式模块结构件 河北华整实业有限公司是集科研开发、生产经营、技术服务为一体的高新技术企业。是目前国内电力电子器件模块结构件的最大生产厂家。公司始建于一九八九年,现有员工186人,占地面积2万平方米,总资产8200万元,主要生产50-1200A功率新型电子原件IGBT模块结构件。MJ-门极装置体,电力电子器件用高压绝缘套体,热管散热器等产品,年生产能力达200万套。     

智能功率模块

IPM（智能功率模块,Intelligent Power Modules）是为满足应用及市场需求,IGBT芯片为主体,将这种芯片及其门极驱动、控制和过流、过压、过热、短路、欠压锁定等多种保护与故障检测电路混合集成于一体的大功率器件,模块结合适合于工业化、标准化生产,简化应用设计,提高系统性能与可靠性,在各种电力变换中起重要作用,正逐渐成这功率器件的主流产品。     

IGBT模块电流取样电阻模型仿真

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块作为一款重要的半导体功率开关器件,现已被广泛应用。然而,IGBT在工作中常会因为各种原因导致其失效,如过压、过流、过热等。为了更好的监测IGBT的工作状态,本文采用取样电阻来检测电流,通过对IGBT模块DBC底板集成的分流采样电阻进行建模与仿真,研究取样电阻的测量特性。     

IGBT功率模块状态监测技术综述

IGBT功率模块作为核心器件已广泛应用于交通、冶金、新能源发电以及航空航天等众多领域。为提高系统的运行可靠性,国内外学术与工程界正积极开展IGBT功率模块状态监测技术的研究。本文对目前国内外IGBT功率模块状态监测技术的研究现状进行了综述。文章在介绍状态监测基本概念的基础上系统归纳了IGBT功率模块的主要失效方式与机理,并对不同的状态监测方法进行了总结与分析。文章最后就该方向的发展趋势及有待解决的关键问题提出展望。     

一种基于水冷系统的先进IGBT散热模块设计

鉴于目前IGBT模块功率越来越大,传统风冷散热模块难以满足其散热要求,以磁悬浮列车牵引变流器中的单个IGBT模块为研究对象,设计了一款新型热管嵌入式IGBT水冷散热模组。通过ANSYS?Icepak软件对该冷却系统和设计的水冷模组的压力损失进行仿真分析,研究了增加圆柱形翅片和扁平翅片与不同入口流量对模块性能的影响。结果表明：与传统水冷模组相比,新型热管嵌入式IGBT水冷散热系统使IGBT模块芯片最高温度从81.51℃降低到75.34℃,降低了约7.4%;最大温差从12.81℃降低到9.92℃,进一步提高了IGBT模块的芯片温度均匀性,验证了新型水冷系统具有良好的散热性能,满足IGBT模块的要求,为后续先进的水冷系统设计奠定了基础。     

强迫风冷功率模块的散热研究

<正>从IGBT损耗、散热器、风机选型等几个方面详细介绍了储能变流器功率模块的散热设计。通过仿真软件建立仿真模型,对功率模块的散热通风过程进行仿真分析,根据功率模块的温度场和流场评估热设计的准确性,最后通过对比不同风机的仿真数据验证了功率模块风机选型的合理性,对后续功率模块的散热设计提供指导建议。近年来,由于工业发展及人民生活水平的不断提高,     

IGBT驱动电路模块化设计

IGBT功率开关器件应刚广泛，本文针对可驱动不同等级1GBT模块的驱动电路进行了模块化设计。该驱动模块包括接口选择模块、功能选择模块、电源模块、驱动与保护模块以及功率补充模块。分析了各部分模块的内部电路原理及功能，并通过试验实现了各项功能，证明该模块设计的合理性。     

新能源电动车控制器设计方法研究

研究了基于ATMEGA16单片机控制纯电动汽车的PWM调速控制系统的设计方法。设计开发了以ATMEGA16单片机为核心的控制器、IGBT功率驱动模块及能量最优程序代码;完成了利用无刷直流电机的霍尔信号与逻辑驱动信号的关系来控制电机的转动和方向;利用模块的自带功能来实现电机的限流保护、欠压保护、短路保护等保护功能,具有效率高,电路简单,成本较低的优点。     

1200V和1700V新型IGBT模块沟槽及电场截止型IGBT低注入续流二极管

介绍了最近开发的1200V和1700VIGBT模块的特性。该模块由沟槽栅极和电场截止结构的新型IGBT器件组装而成。由于采用了先进的封装技术，这种新型IGBT模块导致了更高的功率集成。进而，总功率损耗比常规IGBT模块的约减少了25％。     

东芝电子致力推广控制交流电动机的功率模块

东芝电子元件公司分立元件部生产小信号二极管、晶体管和功率元件等多种元器件。它提供的功率元件有IGBT、功率MOSFET、GTO闸流管、IGBT模块、智能型功率模块(IPM)。